Tại sao nói dòng điện có mang năng lượng?

Đáp án chi tiết, giải thích dễ hiểu nhất cho câu hỏi: “Tại sao nói dòng điện có mang năng lượng” cùng với kiến thức tham khảo do Top lời giải biên soạn là tài liệu cực hay và bổ ích giúp các bạn học sinh ôn tập và tích luỹ thêm kiến thức bộ môn Vật Lý 9.

Câu hỏi: Tại sao nói dòng điện có mang năng lượng? Lấy ví dụ minh họa.

Trả lời: 

- Dòng điện có năng lượng vì nó có thể thực hiện công và cung cấp nhiệt lượng. Năng lượng của dòng điện gọi là điện năng.

- Ví dụ: Dòng điện chạy qua làm quay động cơ và làm nóng dụng cụ hay thiết bị như máy khoan, moe hàn, nồi cơm điện, quạt điện, bàn là...

Kiến thức mở rộng về Điện năng – Công của dòng điện

1. ĐIỆN NĂNG

a. Khái niệm điện năng

- Dòng điện có mang năng lượng vì nó có thể thực hiện công, cũng như có thể làm thay đổi nhiệt năng của một vật. Năng lượng dòng điện được gọi là điện năng.

b. Sự chuyển hóa điện năng thành các dạng năng lượng khác

Điện năng là năng lượng của dòng điện. Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, trong đó có phần năng lượng có ích và có phần năng lượng vô ích.

Điện năng có thể chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như: Cơ năng, quang năng, nhiệt năng, năng lượng từ, hóa năng…

Ví dụ:

- Bóng đèn dây tóc: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

- Đèn LED: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

- Nồi cơn điện, bàn là: điện năng biến đổi thành nhiệt năng và quang năng.

- Quạt điện, máy bơm nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

c. Hiệu suất sử dụng điện

- Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ được gọi là hiệu suất sử dụng điện năng.

Công thức: 

Trong đó:

+ A₁: năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng

+ A: điện năng tiêu thụ

Năng lượng toàn phần = Năng lượng có ích + Năng lượng vô ích (hao phí)

2. CÔNG DÒNG ĐIỆN (ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ)

Công dòng điện

- Công dòng điện sinh ra trong một đoạn mạch là số đo lượng điện năng chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác tại đoạn mạch đó.

- Công thức: A = Pt = UItA

Trong đó:

+ A: công doàng điện (J)

+ P: công suất điện (W)

+ t: thời gian (s)

+ U: hiệu điện thế (V)

+ I: cường độ dòng điện (A)

- Đơn vị của công: J (Jun) hay kWh ( kilooát giờ)

- Ngoài ra còn được tính bởi công thức: A = I²RtA = I²Rt hoặc

Đo điện năng tiêu thụ

- Lượng điện năng được sử dụng được đo bằng công tơ điện. Mỗi số đếm trên công tơ điện cho biết lượng điện năng sử dụng là 1kilôoat giờ (kW.h)

3. BÀI TẬP VỀ ĐIỆN NĂNG, CÔNG CỦA DÒNG ĐIỆN

Câu 1: Điện năng là:

A. năng lượng điện trở

B. năng lượng điện thế

C. năng lượng dòng điện

D. năng lượng hiệu điện thế

Đáp án

Năng lượng dòng điện được gọi là điện năng

→ Đáp án C

Câu 2: Chọn phát biểu đúng về sự chuyển hóa năng lượng trong các dụng cụ dưới đây?

A. Đèn LED: Quang năng biến đổi thành nhiệt năng.

B. Nồi cơm điện: Nhiệt năng biến đổi thành điện năng.

C. Quạt điện: Điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

D. Máy bơm nước: Cơ năng biến đổi thành điện năng và nhiệt năng.

Đáp án

Đèn LED, nồi cơm điện: điện năng biến đổi thành quang năng và nhiệt năng.

Quạt điện, máy bơm nước: điện năng biến đổi thành cơ năng và nhiệt năng.

→ Đáp án C

Câu 3: Hiệu suất sử dụng điện là:

A. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng vô ích.

B. Tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.

C. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ.

D. Tỷ số giữa phần năng lượng vô ích được chuyển hóa từ điện năng và phần năng lượng có ích.

Đáp án

Hiệu suất sử dụng điện là tỷ số giữa phần năng lượng có ích được chuyển hóa từ điện năng và toàn bộ điện năng tiêu thụ

→ Đáp án B

Câu 4: Mối liên hệ giữa công và công suất được thể hiện qua biểu thức:

Đáp án

→ Đáp án D

Câu 5: Một bóng đèn điện có ghi 220V - 100W được mắc vào hiệu điện thế 220V. Biết đèn này được sử dụng trung bình 4 giờ trong 1 ngày. Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

A. 12 kW.h 

B. 400kW.h 

C. 1440kW.h 

D. 43200kW.h

Đáp án

Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là:

→ Đáp án A

Câu 6: Một gia đình sử dụng đèn chiếu sáng với công suất tổng cộng là 150W, trung bình mỗi ngày trong 10 giờ; sử dụng tủ lạnh có công suất 100W, trung bình mỗi ngày trong 12 giờ và sử dụng các thiết bị điện thế khác có công suất tổng cộng là 500W, trung bình mỗi ngày trong 5 giờ. Tính điện năng mà gia đình này sử dụng trong 30 ngày.

A. 75 kW.h 

B. 45 kW.h 

C. 120 kW.h 

D. 156 kW.h

Đáp án

Điện năng mà gia đinh sử dụng trong 30 ngày là: A = A₁ + A₂ + A₃ = 45 + 36 + 75 = 156 kW.h

→ Đáp án D

Câu 7: Một nồi cơm điện có số ghi trên vỏ là 220V – 400W được sử dụng với hiệu điện thế 220V, trung bình mỗi ngày trong thời gian 2 giờ. Tính cường độ dòng điện chạy qua dây nung của nồi.

Đáp án

Câu 8: Trong 30 ngày chỉ số công tơ điện của một gia đình tăng thêm 90 số. Biết rằng thời gian sử dụng điện trung bình mỗi ngày là 4 giờ, tính công suất tiêu thụ điện năng trung bình của gia đình này

Đáp án

90 số = 90 kW.h = 90000 W

Công suất tiêu thụ điện năng trung bình là: 

Câu 9: Một khu dân cư có 500 hộ gia đình, trung bình mỗi hộ sử dụng 4 giờ một ngày với công suất điện 120W. Tính điện năng mà khu dân cư này sử dụng trong 30 ngày.

Đáp án

Câu 10: Một bóng đèn dây tóc loại 220V – 100W và một bóng đèn neon loại 220V – 16W. Được sử dụng ở hiệu điện thế là 220V.

a) Muốn chúng sáng bình thường thì phải mắc chúng như thế nào?

b) So sánh số tiền phải trả cho mỗi bóng trong thời gian một tháng và cho nhận xét. Biết 1 tháng có 30 ngày, mỗi ngày thắp sáng trong 6 giờ và giá tiền điện là 1000 đồng/1 kW.h

Đáp án

a) Muốn hai đèn sáng bình thường thì phải mắc chúng song song với nhau vào mạng điện có U_M = 220V. Bởi vì khi đó hiệu điện thế của mạng điện đúng bằng hiệu điện thế định mức của hai đèn.

b) P_{dây tóc}= 100 W = 0,1 kW

P_nêon = 16 W = 0,016 kW

Thời gian dùng điện cho cả 2 bóng:

t = 6.30 = 180 (h)

Điện năng tiêu thụ:

A_{dây tóc} = 0,1.180 = 18 kW.h

A_nêon = 0,016.180 = 2,88 kW.h

Số tiền phải trả cho mỗi bóng:

T_{dây tóc} = 18.1000 = 18000 đồng

T_nêon = 2,88.1000 = 2880 đồng

Số tiền phải trả cho đèn có dây tóc lớn gấp 6,25 lần số tiền trả cho đèn nêon. Vậy ta nên dùng đèn nêon vì nó lợi hơn rất nhiều so với đèn dây tóc.